異步系統(tǒng)的自適應(yīng)容錯控制方法的研究
發(fā)布時間：2021-03-25 17:44
本論文針對存在模態(tài)異步的故障馬爾可夫跳變系統(tǒng)提出了一系列自適應(yīng)容錯控制器的設(shè)計方法,其目的是為了使異步系統(tǒng)在執(zhí)行器故障及外部擾動同時存在時保證系統(tǒng)的鎮(zhèn)定性并滿足一定的性能指標(biāo)要求。本論文所做工作的主要內(nèi)容如下:（1）當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)執(zhí)行器部分失效故障并且擾動滿足已知約束條件時,我們根據(jù)隱馬爾可夫模型將模態(tài)異步現(xiàn)象進(jìn)行建模。隨后針對故障及擾動的上下界設(shè)計相應(yīng)的自適應(yīng)律進(jìn)行估計,根據(jù)所估計值設(shè)計自適應(yīng)容錯控制器對故障和擾動進(jìn)行補(bǔ)償。最后通過兩組Matlab數(shù)值仿真說明了所提方法的有效性。（2）考慮具有部分失效故障和偏移故障的異步馬爾可夫系統(tǒng)跟蹤問題。根據(jù)增廣矩陣方法,將偏移故障與擾動增廣后得到新的擾動,并設(shè)計相應(yīng)的擾動觀測器增益�；谧赃m應(yīng)方法估計部分失效故障并設(shè)計該部分控制器增益。由于不可避免的會出現(xiàn)觀測器誤差,基于Lyapunov函數(shù)法和H?理論設(shè)計了容錯控制器使閉環(huán)系統(tǒng)滿足H?性能指標(biāo),最后用一組Matlab數(shù)值仿真對該方法設(shè)計的控制器的有效性進(jìn)行說明。（3）當(dāng)執(zhí)行器故障包含部分失效、偏移、卡死故障并考慮非匹配型外部擾動對異步馬爾可夫系統(tǒng)的影響�；陔[馬爾可夫模型針對異步模態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)建模,...
【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
開環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文24采用自適應(yīng)律估計故障以及擾動參數(shù)允許估計的值并不精確，但是在最終的控制器效果下仍能達(dá)到我們期望的效果。圖3.3執(zhí)行器故障估計圖3.4擾動上下界估計圖3.5發(fā)生故障后的系統(tǒng)狀態(tài)例子2：在這個數(shù)值用例中，我們考慮文獻(xiàn)[60]中的單鏈接機(jī)器人手臂系統(tǒng)來驗證我們的方法，其系統(tǒng)方向給出如下：1211()sin(())()[()()]()iiiiiMgLDtttutdtdtJJJJ=+++(3.37)其中，(t)代表機(jī)械臂的角度位置，u(t)代表輸入的向量，1d(t)與2d(t)分別代表擾動的兩個分量，iM代表有效載荷的質(zhì)量，g代表重力加速度，L代表機(jī)械手臂的長度，iJ為慣性矩，D為粘性摩擦。參數(shù)設(shè)定為：g=9.8,L=0.4,D=2。定義12x(t)=(t),x(t)=(t)，將式(3.35)重寫成如下：12101000()()1()110sin(())iiiiidxtDxtutdMgLxtJJJJ=++(3.38)
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文24采用自適應(yīng)律估計故障以及擾動參數(shù)允許估計的值并不精確，但是在最終的控制器效果下仍能達(dá)到我們期望的效果。圖3.3執(zhí)行器故障估計圖3.4擾動上下界估計圖3.5發(fā)生故障后的系統(tǒng)狀態(tài)例子2：在這個數(shù)值用例中，我們考慮文獻(xiàn)[60]中的單鏈接機(jī)器人手臂系統(tǒng)來驗證我們的方法，其系統(tǒng)方向給出如下：1211()sin(())()[()()]()iiiiiMgLDtttutdtdtJJJJ=+++(3.37)其中，(t)代表機(jī)械臂的角度位置，u(t)代表輸入的向量，1d(t)與2d(t)分別代表擾動的兩個分量，iM代表有效載荷的質(zhì)量，g代表重力加速度，L代表機(jī)械手臂的長度，iJ為慣性矩，D為粘性摩擦。參數(shù)設(shè)定為：g=9.8,L=0.4,D=2。定義12x(t)=(t),x(t)=(t)，將式(3.35)重寫成如下：12101000()()1()110sin(())iiiiidxtDxtutdMgLxtJJJJ=++(3.38)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]使閉環(huán)系統(tǒng)對執(zhí)行器失效具有完整性的動態(tài)補(bǔ)償器設(shè)計[J]. 程一,朱宗林,高金陵. 自動化學(xué)報. 1990(04)
[2]故障系統(tǒng)容錯能力判別的研究[J]. 葛建華,孫優(yōu)賢,周春暉. 信息與控制. 1989(04)
本文編號：3100055
【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
開環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文24采用自適應(yīng)律估計故障以及擾動參數(shù)允許估計的值并不精確，但是在最終的控制器效果下仍能達(dá)到我們期望的效果。圖3.3執(zhí)行器故障估計圖3.4擾動上下界估計圖3.5發(fā)生故障后的系統(tǒng)狀態(tài)例子2：在這個數(shù)值用例中，我們考慮文獻(xiàn)[60]中的單鏈接機(jī)器人手臂系統(tǒng)來驗證我們的方法，其系統(tǒng)方向給出如下：1211()sin(())()[()()]()iiiiiMgLDtttutdtdtJJJJ=+++(3.37)其中，(t)代表機(jī)械臂的角度位置，u(t)代表輸入的向量，1d(t)與2d(t)分別代表擾動的兩個分量，iM代表有效載荷的質(zhì)量，g代表重力加速度，L代表機(jī)械手臂的長度，iJ為慣性矩，D為粘性摩擦。參數(shù)設(shè)定為：g=9.8,L=0.4,D=2。定義12x(t)=(t),x(t)=(t)，將式(3.35)重寫成如下：12101000()()1()110sin(())iiiiidxtDxtutdMgLxtJJJJ=++(3.38)
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文24采用自適應(yīng)律估計故障以及擾動參數(shù)允許估計的值并不精確，但是在最終的控制器效果下仍能達(dá)到我們期望的效果。圖3.3執(zhí)行器故障估計圖3.4擾動上下界估計圖3.5發(fā)生故障后的系統(tǒng)狀態(tài)例子2：在這個數(shù)值用例中，我們考慮文獻(xiàn)[60]中的單鏈接機(jī)器人手臂系統(tǒng)來驗證我們的方法，其系統(tǒng)方向給出如下：1211()sin(())()[()()]()iiiiiMgLDtttutdtdtJJJJ=+++(3.37)其中，(t)代表機(jī)械臂的角度位置，u(t)代表輸入的向量，1d(t)與2d(t)分別代表擾動的兩個分量，iM代表有效載荷的質(zhì)量，g代表重力加速度，L代表機(jī)械手臂的長度，iJ為慣性矩，D為粘性摩擦。參數(shù)設(shè)定為：g=9.8,L=0.4,D=2。定義12x(t)=(t),x(t)=(t)，將式(3.35)重寫成如下：12101000()()1()110sin(())iiiiidxtDxtutdMgLxtJJJJ=++(3.38)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]使閉環(huán)系統(tǒng)對執(zhí)行器失效具有完整性的動態(tài)補(bǔ)償器設(shè)計[J]. 程一,朱宗林,高金陵. 自動化學(xué)報. 1990(04)
[2]故障系統(tǒng)容錯能力判別的研究[J]. 葛建華,孫優(yōu)賢,周春暉. 信息與控制. 1989(04)
本文編號：3100055
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